仪器信息网APP
选仪器、听讲座、看资讯
立即体验
APP内打开
回版面
评论
6
2
拍砖
举报
取消
发布
当前位置:
仪器社区
>
质谱
>
气质联用(GCMS)
>
帖子详情
气相色谱的样品引入装置:热解吸_热脱附装置(十四)
深蓝
2023/02/23
私聊
气质联用(GCMS)
在
气相色谱
分析中,进样时候常见的样品形态为液体或者气体。实际样品(如蔬菜)经过溶剂提取、过滤、萃取、浓缩和定容等前处理步骤之后变为溶液中的组份成为
液体样品
;水质中的易挥发组份(经处理后)、大气和工厂废气、天然气等化工气体等则作为气体样品。
样品形态和性质的不同
会使得其引入进样口的方式不同,
催生出多种多样的样品引入装置
大气中的挥发性有机物( Volatile Organic Compounds,下称VOCs)是导致城市灰霾和光化学烟雾的重要前体物。目前我国的大气污染物防治主要侧重于PM2.5和臭氧两个方面。在PM2.5受控下降的同时,大气中臭氧浓度在不断上升,而作为臭氧前体物的VOCs是控制臭氧污染的关键因素。
原环境保护部已经发布了多个有关环境空气中VOCs的测定标准,包括《HJ 644-2013 环境空气 挥发性有机物的测定吸附管采样-热脱附
气相色谱
-质谱法》、《HJ 759-2015 环境空气 挥发性有机物的测定罐采样
气相色谱
-质谱法》等;2017年12月底,原环境保护部印发了《2018年重点地区环境空气挥发性有机物监测方案》(以下简称《监测方案》),《监测方案》中对进行VOCs监测的城市、监测项目、时间频次等都做了详细的规定,监测项目主要有PAMS臭氧前体物、部分TO-15标准中的VOCs以及13种醛酮化合物;2019年,生态环境部印发《2019年地级以上城市环境空气挥发性有机物监测方案》;同时,相关挥发性有机物在线监测的标准,如《HJ 1010-2018 环境空气挥发性有机物
气相色谱
连续监测系统技术要求及检测方法》等标准也逐步发布。
对于使用色谱及其相关技术进行VOCs监测的
前处理与分析方法
而言,最常见的是作为总量监测的非甲烷总烃的测定;非甲烷总烃是大气污染物综合排放标准控制指标之一,在一定程度上可以简单、直观的表述大气中VOCs污染的总体状况;由于作为总量测定,其浓度与含量较高,常见的进样方式是使用气袋采样并通过六通阀和定量环直接进样,不需要进行浓缩。测定非甲烷总烃的标准主要有《HJ 38-2017 固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定
气相色谱
法》、《HJ604-2017 环境空气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 直接进样-
气相色谱
法》以及《HJ 1012-2018 环境空气和废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃便携式监测仪技术要求及检测方法》、《HJ 1013-2018 固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法》等。
对于环境空气和固定污染源中挥发性有机物的
某些常见特定组分
,常见的前处理与分析方法主要是活性炭吸附/二硫化碳解吸-
气相色谱
法及固体吸附-热脱附-
气相色谱
法。常见的标准有《HJ 583-2010 环境空气 苯系物的测定 固体吸附-热脱附-
气相色谱
法》、《HJ 584-2010 环境空气 苯系物的测定 活性炭吸附-二硫化碳解吸-
气相色谱
法》、《HJ644-2013 环境空气 挥发性有机物的测定 吸附管采样-热脱附-
气相色谱
-质谱法》、《HJ645-2013 环境空气 挥发性卤代烃的测定 活性炭吸附-二硫化碳解吸-
气相色谱
法》、《HJ 734-2014 固定污染源废气 挥发性有机物的测定固相吸附-热脱附-
气相色谱
-质谱法》等。
前述固体吸附剂采样(包括活性炭和其他吸附剂材料)虽然对空气样品进行了富集,但如果使用热脱附_热解吸法则无法对同一样品重复进样,没有再现性;如果使用溶剂解吸法则前处理过程需要使用大量的解吸溶剂,存在溶剂的二次污染以及溶剂的解吸效率问题。此外,在采样过程中还存在吸附剂可能穿透的问题。分析方法多采用
气相色谱
法,由于采样方法的局限,对于极性挥发性有机物特别是含硫化合物,存在检出限较高的情况。另外,上述方法明显的特点是无法对多类型组分同时测定,大多针对某一种或几种特定污染物(如苯系物、卤代烃等)进行采样分析,对于同一污染地点的多组分监测,只能分别采样,分别分析。
对于环境空气中某些
极低浓度的挥发性有机化合物及需要全组分分析的样品
,常见的前处理与分析方法主要是罐采样-
气相色谱
-质谱法。常见的标准是《HJ759-2015 环境空气 挥发性有机物的测定罐采样-
气相色谱
-质谱法》。为了达到测定化合物较低的检出限(0.2μg/m
3
-2μg/m
3
),
罐采样的方式需使用预浓缩技术来聚焦和浓缩分析物
。
除了罐采样的方式需使用预浓缩技术来聚焦和浓缩分析物,一些VOCs的在线监测仪器也需要对环境中的低浓度化合物进行聚焦和浓缩之后才能正常分析和检出。对低浓度化合物进行聚焦和浓缩的装置一般称之为大气预浓缩仪/装置/系统,其原理与热解吸息息相关。
本文将介绍基于多级冷阱的大气预浓缩系统及其相关扩展
。
1
基于液氮制冷的三级冷阱预浓缩
使用三级冷阱预浓缩的标准国内为《HJ 759-2015 环境空气 挥发性有机物的测定罐采样-
气相色谱
-质谱法》,国外主要为TO-15。《HJ759-2015》中的相关内容如下:
具有三级冷阱预浓缩功能的大气预浓缩仪的简单原理示意图如下:
1.1
使用三级冷阱预浓缩的目的
以VOCs分析为例,在使用
GC-MS
分析带有不同样品基体的目标混合物时,为了具有足够的灵敏度来
分析低浓度的样品组份
(如ppbv级别),应当首先对一定体积的样品进行浓缩。但是常规样品中往往会含有一定的水汽(潮湿的样品)和二氧化碳(例如空气中二氧化碳含量为0.03%,一些样品中含量可能会更高)。一方面,未经过水和二氧化碳处理的气体样品在进行
低温浓缩
会引起冷阱阻塞(水结冰);另一方面,将浓缩后带有大量基体的样品注射到
GC-MS
中,基体可能会对目标化合物产生较大的影响,如峰形变差及灵敏度的抑制。下图展示了大量二氧化碳进人到
GC-MS
中, 对后出峰物质引起信号抑制:
由上表明,在进行低浓度样品低温浓缩过程中,应当采取合适的措施进行水分和二氧化碳等基体干扰物的去处。
1.2
三级冷阱预浓缩
基本原理和过程:
三级冷阱预浓缩
基本原理和过程
是:气体样品以一定的流速从采样罐中泵到系统中, 首先在第一级冷阱中通过液氮(或者干冰)制冷将气态的水变成固态的冰,从而实现样品和水的分离;其次,在第二级冷阱使待测化合物与二氧化碳及其他空气中主要成分分离;然后,将待测组分聚焦在第三级冷阱中进行进一步浓缩;最后,引入
气相色谱仪
器/
气质联用仪
器中进行分离和分析。
对于基于液氮制冷的三级冷阱预浓缩系统,
第一级冷阱
中一般是惰性化的玻璃微球或者惰性化的空管。仪器运行工作时,在液氮的制冷作用下,第一级冷阱可以达到较低的温度(根据实际设定,如-180℃的),捕集所有需要测定的化合物;然后对第一级冷阱进行升温至设定温度,由于VOCs和水的气化压力在低于室温时大约相似,虽然水和VOCs的总量有很大的不同,但两者的蒸发速率相似。因此,水在设定温度下被留在玻璃阱中,VOCs和二氧化碳(以及氧气、氮气等)则被吹扫气带到第二级冷阱中。
对于基于液氮制冷的三级冷阱预浓缩系统,
第二级冷阱
中一般是tenax吸附剂。仪器运行工作时,在液氮的制冷作用下,第二级冷阱可以达到较低的温度(根据实际设定,如-50℃)。VOCs和二氧化碳(以及氧气、氮气等)被吹扫气带到第二级冷阱之后,在吹扫气作用下,VOCs在低温下被捕集在Tenax阱中, 而二氧化碳(以及氧气、氮气等)则穿过Tenax阱排空。以上过程之后,对第二级冷阱迅速升温至设定温度,VOCs气化后进入第三级冷阱。
对于基于液氮制冷的三级冷阱预浓缩系统,
第三级冷阱
一般是惰性化的不锈钢毛细空管,称为毛细聚焦阱。仪器运行工作时,在液氮的制冷作用下,第三级冷阱可以达到较低的温度(根据实际设定,如-180℃),捕集所有需要测定的VOCs化合物。
经过以上三级冷阱的预浓缩过程,大体积的气体样品(如200mL)可以被浓缩为第三级冷阱中的几微升。对第三级冷阱迅速升温使样品汽化之后,样品被引入到
气相色谱仪
器/
气质联用仪
器中进行分离和分析。下图给出了一个使用三级冷阱预浓缩的条件设置示例:
以上是本文的全部内容,下期将基于液氮制冷的三级冷阱预浓缩装置和形式对相关多级冷阱预浓缩的内容进行扩展
相关话题
1
气相色谱的样品引入装置:热解吸_热脱附装置(十五)
2
气相色谱的样品引入装置:热解吸_热脱附装置(十六)
3
气相色谱的样品引入装置:热解吸_热脱附装置(完结)
4
液相色谱柱堵塞怎么办
5
Gas Clean 载气净化器CP17973 是否可以干燥后再使用
近期热榜
迎国庆送壕礼!十月发帖抢大疆云台
【官方邀请】高效液相色谱使用情况有奖调研
喜迎国庆!第十七届原创大赛超级原创日参赛奖励翻倍
丹纳赫四十周年寄语征集领大礼包
热门活动
【售后专场--招聘会】
第三届微课大赛投票进行中ing
猜你喜欢
最新推荐
热门推荐
更多推荐
我该选择哪种质谱仪
讨论
2013/03/18
CK香水中的未知物,含量很大
悬赏帖
2017/04/13
【讨论】安捷伦7890A气相故障问题
2014/09/15
【气相色谱之家】请教gcms堵ms接口抽真空, 蛮久的,但水峰下不来,为啥
讨论
2017/08/09
岛津GCMS-QP2020 NX,定性分析时,删除后的峰,通过手动积分如何再次添加到定性表的“质谱处理表”和“TIC表”?
已应助
2023/02/16
5975C分子泵有金属摩擦声
已应助
2016/07/11
【我们不一YOUNG】NIST数据库格式转换
原创
2024/07/13
未知物定性求助
求助
2013/07/09
【仪器心得】TDU2第二套热脱附使用心得
第十七届原创
2024/10/02
气相色谱质谱联用仪
原创
2024/09/30
5975c 的侧板大概什么价格?
原创
2024/09/29
安捷伦GCMS PRFA故障
求助
2024/09/28
检测出多个内标峰如何计算相对含量?
原创
2024/09/27
多溴二苯醚用单四极杆质谱能做吗?
求助
2024/09/26
金属表面镀层六价铬测试的问题?
求助
2024/09/25
安捷伦做曲线,线性方程在哪里看
原创
2024/09/25
气象色谱仪显示ALS 故障代码 153是什么情况
求助
2024/09/27
如果计量器具较小,校准标签贴不开怎么办?
求助
2024/09/26
试剂保质期
求助
2024/09/26
出峰时间和分子离子峰一样,二级质谱图不一样是同种物质吗
求助
2024/09/28
液相玻璃吸滤头
求助
2024/09/26
环境空气氮氧化物曲线斜率偏高怎么办
已应助
2024/09/27
安捷伦ZORBAX SB-C18柱使用时升压太快怎么解决呢
求助
2024/09/26
顶空进样气相色谱分析水中环氧乙烷
求助
2024/09/26
北京东西分析仪器有限公司刚刚发布了售后工程师-南昌市职位,坐标南昌市,敢不敢来试试?
原创
2023/02/23
气相色谱的样品引入装置:热解吸_热脱附装置(十三)
分享
2023/02/23
气相色谱的样品引入装置:热解吸_热脱附装置(十二)
分享
2023/02/23
气相色谱的样品引入装置:热解吸_热脱附装置(十一)
分享
2023/02/23
气相色谱的样品引入装置:热解吸_热脱附装置(十)
分享
2023/02/23
气相色谱的样品引入装置:热解吸_热脱附装置(九)
分享
2023/02/23
气相色谱的样品引入装置:热解吸_热脱附装置(八)
分享
2023/02/23
气相色谱的样品引入装置:热解吸_热脱附装置(七)
分享
2023/02/23
品牌合作伙伴
丹纳赫苏州基地 打工人的梦想
岛津
日立科学仪器
珀金埃尔默仪器(上海)有限公司(PerkinElmer)
日本电子株式会社
丹纳赫
安捷伦
赛默飞世尔科技
普析通用
欧波同
天美
天瑞仪器
德国耶拿
海能技术
马尔文帕纳科
磐诺科技
上海仪电科仪
梅特勒托利多
聚光科技
莱伯泰科
盛瀚
多宁生物
丹东百特
科哲
卓立汉光
屹尧科技
华谱科仪
宝德仪器
优莱博
HORIBA
布鲁克核磁
举报帖子
执行举报
点赞用户
好友列表
加载中...
正在为您切换请稍后...